細長桿
關注創建者：大肚子彌勒 創建時間：2019-03-14
細長桿的視頻教程
材料力學下冊課程合集（包含講解與例題）
1 （1）壓桿穩定的概念 （2）細長壓桿的臨界力 （3）歐拉公式的應用范圍（經驗公式） （4）壓桿的臨界應力 六、壓桿穩定性2 （1）壓桿的穩定性計算例題講解 （2）提高壓桿穩定性的措施 七、動載荷 （1）動載荷的概念 （2）構建具有簡單慣性力是的動載荷問題 （3）構件受沖擊時的動載荷問題 （4）例題講解 八、交變應力 （1）交變應力與疲勞破環的概念 （2）循環的基本特征和疲勞極限
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細長桿的實例教程
波浪載荷因素是海工結構強度與疲勞性能的重要影響因素，挪威船級社提出針對不同的海工結構類型，應采用不同的力學分析方法，比如細長桿梁結構、大體積結構的整體性能評估、復雜波浪載荷下的詳細結構性能評估等等。其中，細長桿梁結構可直接采用ANSYS Mechanical直接進行受力分析，大體積結構的整體性能評估采用ANSYS Aqwa進行水動力分析，復雜波浪載荷下的詳細結構性能評估采用ANSYS CFD進行流體流動分析。
當海工結構體的特征尺寸小于最小波長的五分之一時，通常可把該結構看為細長類結構，可以采用Morison方程等波浪理論去生成載荷譜，在ANSYS Mechanical中直接進行應力、變形分析，如海工桿梁支架結構的強度與疲勞壽命計算。
細長桿梁ANSYS Mechanical結構強度分析
對于船舶、潛艇、大型容器等大尺度海工結構體，必須考慮結構體與波浪直接的相互耦合作用，對于整體性能的分析，可采樣ANSYS Aqwa基于波浪的輻射衍射進行水動力學計算，可用于模擬海工多體系統停泊，海工結構耐波性，動力定位系統，港口防波性，海工結構連接、卸載、斷開場景，水上水下安裝，海上抬升和運輸等工況。
展開 波浪載荷因素是海工結構強度與疲勞性能的重要影響因素，挪威船級社提出針對不同的海工結構類型，應采用不同的力學分析方法，比如細長桿梁結構、大體積結構的整體性能評估、復雜波浪載荷下的詳細結構性能評估等等。其中，細長桿梁結構可直接采用ANSYS Mechanical直接進行受力分析，大體積結構的整體性能評估采用ANSYS Aqwa進行水動力分析，復雜波浪載荷下的詳細結構性能評估采用ANSYS CFD進行流體流動分析。
當海工結構體的特征尺寸小于最小波長的五分之一時，通常可把該結構看為細長類結構，可以采用Morison方程等波浪理論去生成載荷譜，在ANSYS Mechanical中直接進行應力、變形分析，如海工桿梁支架結構的強度與疲勞壽命計算。
細長桿梁ANSYS Mechanical結構強度分析
對于船舶、潛艇、大型容器等大尺度海工結構體，必須考慮結構體與波浪直接的相互耦合作用，對于整體性能的分析，可采樣ANSYS Aqwa基于波浪的輻射衍射進行水動力學計算，可用于模擬海工多體系統停泊，海工結構耐波性，動力定位系統，港口防波性，海工結構連接、卸載、斷開場景，水上水下安裝，海上抬升和運輸等工況。
潛艇類結構ANSYS Awqa水動力分析
復雜波浪載荷下的詳細結構性能評估，需要模擬海水波浪沖擊海工平臺等結構的壓力分布狀況，獲得精確的載荷值，用于細節結構的強度和疲勞壽命仿真計算，需采用ANSYS CFD進行流動模擬分析，計算結構各方向的力載荷，拖曳力、升力等參數，再結合ANSYS Mechanical進行受力分析。
展開 19、在車床上校直細長桿的方法
細長桿在車削前必須先校直，否則會造成加工余量不均勻而車不圓，或因彎曲離心大而增加桿的彎曲度，無法車削。在車床上進行細長桿校直，可采用以下方法。
（1）采用錘擊方法。先將細長桿的一端用三爪卡盤夾住約10mm，一端頂尖支承。用較低的速度使工作旋轉，用粉筆在工件畫出高點后，停車。左手拿一塊凹形的鐵塊，使凹面靠在工件高點的反面，右手拿手錘打擊工件的高點。打擊力的大小與工件彎曲的情況成正比。這樣反復幾次，工件就校直了。這種方法適用桿細而長時。
（2）用杠桿撬壓法。細長桿在車床安裝好后，開車使工件旋轉，用一根長300mm的木棍搭在中拖板和方刀臺上，搖動中拖板，使木棍壓向工件彎曲部分。繼續移動中拖板，跟緊尾座頂尖，以防工件脫出，待工件繼續旋轉幾秒鐘，再將中拖板慢慢退出，并適當松退尾座頂尖，視工件是否校直。如還彎曲，再繼續按上述方法進行，直到校直為止。此方法適工件較短的情況下。
（3）用反擊法。在細長桿較長、直徑相對大一些的情況下，先把兩端的中心孔鉆好，用主軸頂尖和車床尾座頂尖將它頂起來。然后，用手使工件轉動，找出工件上的高點，并用粉筆畫上記號。這時，用一塊約25mm厚40mm寬，比車床大導軌寬長的鐵塊或比較大的木塊，加微信：Yuki7557 送宏程序教程一份，橫放在大導軌上，在上面放一個頭部不是60°尖形而是V型或凹弧型的螺紋千斤頂，支承在工件變曲的高點，稍微用力支起一些，左手用手握住工件，右手用手錘的圓頭打擊工件的彎曲的低點。打擊的次數、力度和在工件的長度，與彎曲的大小成正比。這樣校直的工件，還不易恢復彎曲。
除上述在車床上校直細長桿的方法外，還可以采用在機床外目測，在平臺上目測用上述方法校直。
展開 (二）應對之策
1.第一是減小切削力至最小
(1）使用鋒利的刀片來降低切削力
(2）切深一定時使用小的刀尖圓弧半徑
(3）對于細長刀桿的鏜刀和車削細長軸零件應采用90度主偏角刀具
(4）對于細長桿的銑刀反而是圓刀片銑刀最有利于消振
(5）細長桿立銑刀銑削深型腔時常采用插銑方法
(6）面銑刀采用疏齒不等距銑刀來減小銑削振動
(7）內孔鏜削時刀片刃形角越小越好
2.提高刀桿的靜態剛性(StaticToughness)
使用整體硬質合金或重金屬刀桿提高刀桿的靜態剛性
3.提高刀具的動態剛性—被動阻尼避振刀桿
一：術語列表
機械產品：mechanical products
結構有限元分析：structural finite element analysis
通用規則：general principals
節點：node
單元：element
零維單元：zero dimensional element
一維單元：one dimensional element
二維單元：two dimensional element
三維單元：three dimensional element
質量單元：mass element
彈簧單元：spring element
桿單元：bar element
梁單元：beam element
殼單元：shell element
二維實體單元：two dimensional solid element
三維實體單元：three dimensional solid element
高階單元：high order element
低階單元：low order element
材料屬性：material property
邊界條件：boundary condition
約束和荷載：constraint and load
強度和剛度：strength and stiffness
應力集中：stress concentration
結構靜力學分析：structural statics analysis
結構動力學分析：structural dynamics analysis
二：網格劃分
01 合理選擇單元類型。細長桿用桿單元或者梁單元，薄壁件用殼單元等。
02 合理定義網格密度。
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（一般而言，當零部件的尺寸大于材料標準測試樣件時，零部件的表面或內部缺陷發生的概率會增加，從而導致零部件尺寸越大，疲勞壽命越低）
對與規則幾何形狀的零部件，有相應的經典公式提供特征尺寸的計算；例如圓形細長桿的特征尺寸是直徑；薄板零部件的特征尺寸是板厚等；但是實際工作中的零部件幾何形狀千差萬別，沒有統一的經典公式可以提供特征尺寸的計算；在FKM手冊中給出了一個通用公式，用于估計零部件疲勞危險區域的局部特征尺寸
屈曲一般發生在細長壓桿或者薄板等結構件中。生活中有很多這樣的例子，譬如帳篷的支架在大力下或者頂端放個重包突然失去支撐能力，導致帳篷坍塌，又譬如空的易拉罐用手指按壓時，按壓點會癟下去，力比較小時，易拉罐外殼還能恢復，當指力足夠大時，易拉罐外殼就直接現成一個永久的坑了。
做仿真，除了自己信，別人都不信9個月前
比如做結構強度仿真，經常將薄壁結構簡化為面單元，將細長桿結構簡化為梁單元，將彈簧結構簡化為彈簧單元等等。
刪除哪些，簡化哪些，這其中就有仿真工程師的經驗。所以不同的人對同一個問題用同一款軟件做仿真，很可能得到不同的結果，一個和真實情況相差2%，另一人則相差5%。
他們都沒錯，因為仿真和真實世界之間本就有偏差，而且這個偏差往往比試驗的偏差更大。
剛柔耦合分析技術的發展為解決這類問題提供了解決方案，其應用范圍涵蓋小變形線性柔性體、梁桿等細長類結構、大變形非線性柔性體，以及橡膠等材料非線性柔性體與剛體機構的耦合。
剛柔耦合分析技術的發展為解決這類問題提供了解決方案，其應用范圍涵蓋小變形線性柔性體、梁桿等細長類結構、大變形非線性柔性體，以及橡膠等材料非線性柔性體與剛體機構的耦合。
問題 1：梁的撓度計算………………………………………………………………1
問題 2：開孔板受拉力………………………………………………………………12
問題 3：用 ADINA－M 建模計算開孔板受拉力………………………………… 25
問題 4：受彎曲載荷作用的細長桿…………………………………………………32
問題 5：周邊開槽圓棒受彎曲載荷作用………………………………………
一維假定認為應力波在細長桿的傳播過程中， 彈性桿中的每個橫截面始終保持為平面狀態；應力均勻假定認為應力波在試件中反復 2～3個來回，試件中的應力處處相等。由此可利用一維應力個來回，試件中的應力處處相等。由此可利用一維應力理論確定試件材料的應變率、應變和應力。
一維假定認為應力波在細長桿的傳播過程中，彈性桿中的每個橫截面始終保持為平面狀態；應力均勻假定認為應力波在試件中反復 2～3個來回，試件中的應力處處相等。由此可利用一維應力式中 C0、A、E、A0、L 分別為彈性桿的波速、橫截面積、彈性模量、試件的橫截面積及原始長度．由此得到試件的動態應力、應變、應變率隨時間變化趨勢，進而在時間尺度上得出三者之間的對應關系。
當結構的抗彎截面尺寸較小時，如細長的大柔度桿，薄壁圓筒等，失穩時截面的壓應力往往低于材料的彈性極限，這種失穩稱為彈性失穩。但當結構的抗彎截面尺寸較大時如大柔度桿，壁厚較厚的圓筒，失穩時截面的壓應力往往高于材料的彈性極限出現塑性變形，這種失穩稱為彈塑性失穩。
臨界載荷或臨界壓應力的大小首先與抗彎剛度有關，對于彈性失穩，彈性模量越大，抗彎剛度越大，抗彈性失穩能力越強。
注意檢查是否有細長桿受壓結構。
改進措施有：
1.加大截面慣性矩；
2.減小壓桿長度；
3.加強支撐約束性；
4.截面形狀與約束方式的最優組合；
5.合理選材
處于彈塑階段的中小柔度桿，用高強度鋼；
對大柔度桿，高強度鋼不能提高其穩定性，須用普通鋼
13、 熱變形自由準則
使結構因為受熱的變形自由。
